薄壁零件数控铣削加工工艺技术浅析

摘要：本文主要以薄壁零件数控铣削加工工艺技术为重点进行阐述，首先分析了薄壁零件数控铣削加工出现变形情况的关联因素；其次，从结合工件力学特征，调整工艺流程、整合走刀与加工顺序，排除切削的耦合作用、规范制定切削指数，稳定完成数控铣削加工几个方面深入说明并探讨薄壁零件数控铣削加工工艺技术的有效应用，继而强化薄壁零件数控铣削加工操作的效率和水平，旨在为相关研究提供参考资料。

关键词：薄壁零件；数控铣削加工；工艺技术；应用要点

铝合金构件存在一定的强度和薄壁化特征，能够科学地适应飞行器高速运作对零件产生的要求，所以广泛地存在于航空航天领域内。相关类型的零件现阶段往往引进数控铣削的方法进行生产，然而，在具体的加工实践中，因为薄壁零件结构相对烦琐，刚度相对低一些，那么在切削加工期间十分容易出现加工变形的情况，引出壁厚上厚下薄或者尺寸出现误差等相关结果，不利于保障零件的尺寸足够精准，提升零件加工的品质。

1薄壁零件数控铣削加工出现变形情况的关联因素

因为薄壁件自身结构比较烦琐、质量比较小，严格地要求精准度，那么刚度以及强度都被硬性要求，在一定程度上容易出现切削力以及切削热等因素对数控铣削加工产生不良影响，难以保障数控铣削加工的有效性与时效性。现阶段，航空行业发展中薄壁零件的具体生产运作中，若引进常规的零件编程模式，零件表面相关的几何形状都应及时被编程信息输出，加工操作中因为数控铣削力会有所变化，那么加工零件很可能出现变形的情况，造成最终形状和预定的形状存有差异，换言之，通过CAM软件进行编程输出的数控代码不可直接进行数控铣削的加工处理上，传统的切削参数与多次加工模式能够确保数控铣削的加工精准度，还可借助数控加工流程与补偿变形误差等方式处理加工变形问题，然而，需要大量的时间与精力，因此不提倡大规模运用在数控铣削的生产加工中。此种状态下，薄壁件加工实践应处理好数控铣削加工变形的问题，促使零件的加工精准度不断提升。零件加工影响包含机床刚性因素、几何精度因素、刀具振动因素、工具磨损因素、工件受热力变形因素等。诸多的实践可以明确：在薄壁件的壁厚数值减小过程中，零件刚度会出现下降的趋势，加工变形日益明显，在很大程度上引出加工颤振现象出现，降低数控铣削加工的质量。所以对刀具运用路径应该选取刚性的计划，也就是切削期间利用未加工数控铣削零件的部分，将其当作数控铣削的支持模块，调整零件加工维持刚性理想状态，从整体上提高零件刚性，控制数控铣削加工误差现象的产生。加工侧壁过程中，可优先选择大径朝向切深、小轴朝向切深分层实施加工的手段，全方位分析数控铣削零件刚性特征，把控制刀具对侧壁造成干涉现象为目的，选取特殊形式的刀具控制小刀具对数控铣削零件产生影响。针对比较深的侧壁，引进大长径比刀具开展规范化的数控铣削操作，处理相关问题。需要注意的是，管理颤振期间可通过较高数值的主轴转速与功率，调节不相同刀具具体悬伸长度，合理地调整机床刀具和工具体系运作频率，完成较大轴向切深数控铣削的侧壁任务，最大化地去除数控铣削金属，保障数控铣削加工的品质。

2薄壁零件数控铣削加工工艺技术的有效应用

（1）结合工件力学特征，调整工艺流程。数控铣削的加工过程，刀具影响着工件切削力和切削热，切削力不只是会造成数控铣削加工工件出现弹塑变形，切除对应材料，还会造成工件回弹，引出让刀情况，制约工件加工精准度的提升。一般而言，航空铝合金材料对应的弹性模量为70～73MPa，数值小于钢材料的弹性模量，屈服强度比较大，很容易在加工时产生回弹情况，尤其是大规模的薄壁件，经常引出切削回弹以及让刀情况。并且薄壁件具体的结构相对烦琐，刚性不佳，刚度指数小，这些都是造成数控铣削加工变形的重点因素。另外，是加工数控铣削的薄壁件，以管理好加工变形为基础，要控制切削力的产生与装夹变形现象，以不相同的切削力稳定控制为前提进行数控铣削加工，装夹力按照实际的切削用量进行明确。所以在适应零件精确度期间，尤其是引进切除量比较大的数控铣削材料时，要引进粗加工的工艺思路。针对粗加工作业，挑选较大数值的切削用量，迅速完成材料去除，此种模式给精加工留出余量，粗加工完成后引进热处理工序进行材料中残余应力的清除，促使薄壁件加工精准度可以提升；针对精加工作业，挑选科学的切削参数，控制切削力与切削热，保障数控铣削加工质量。（2）整合走刀与加工顺序，排除切削的耦合作用。进行切削刀具运用期间，数控铣削材料弹性与塑性变形均要消耗一定的功率，那么切削和前刀面以及后刀面会大范围地摩擦，生成对应切削热，引出工件多个部件受热不均匀造成热变形，不利于保障零件加工的效率。实施铝合金切削加工作业，尽可能地把工件残余应力层的厚度数值控制在0.1mm内，若厚度数值比较大，残余应力基本上不会出现数控铣削工件出现变形。可是对整体件进行加工期间，因为工件厚度会变薄，往往在2mm之内，那么残余应力的影响因素也是需要研究的。数控铣削薄壁件加工成效与变形从某种程度上而言受到走刀方案的影响，在走刀路径的差异性变化时，数控铣削工件以往的残余应力释放流程也是不同的，因为加工切削力以及切削热因素的制约，生成全新的应力，那么新应力与以往的残余应力耦合作用存在不同，引出数控铣削变形程度出现差异。另外，挑选数控铣削加工路径，保障对称性切除材料目的的实现，针对薄壁件具体加工，尤其是处于大切除量的状态，要选取小切深与分层加工的模式。对于腹板加工过程，引进环切走刀的流程均匀实施数控铣削加工应力，在腹板面积较大的情况下，及时创新分布环切模式。加工数控铣削时往往挑选顺铣的方案，控制工件受力变化量，刀具路径尽可能地平滑，避免急转急停。拐角位置引进圆弧过渡，同时控制进给速度，刀具切入与切出的操作，参照圆弧相切的形式促使切削平稳化，以免由于刀具受力变化出现刀具折断结果。最后是安排规范化的数控铣削加工顺序，控制数控铣削出现加工变形的现象，以工件质量便捷判断为首要条件减小数控铣削工件的刚度以及工艺刚度，确保数控铣削加工维持在刚性相对理想的状态，降低加工变形产生概率。（3）规范制定切削指数，稳定完成数控铣削加工。在数控铣削工件期间，切削力和切削热都和切削指数存在密切关联，针对性地选取切削指数，在很大程度上受到刀具加工材料、工件加工材料与数控加工系统的因素制约，数控铣削用量指数的制定，应思考加工成效、加工质量和加工成本，可是相关的影响因素不可被同时控制，偏向于哪种因素的管理，需求数控铣削加工编程工作者寻找平衡点。同时加工数控铣削期间，刀具进给量应被规范的明确，将其当作数控铣削加工质量提升与降低刀具磨损几率的有效途径。另外思考到数控铣削装夹计划，相关人员围绕工件结构布局与加工要点，研究数控铣削加工期间的受力情况与变形情况，挑选容易变形的薄弱部位，强调工件精准化定位与夹紧方式以及夹紧力，尽可能的减小工件受到综合作用力，保障零件工艺刚度数值可以提升，以免出现工件装夹变形现象，更好的增强数控铣削工件加工的几何精准度，完成零件制作，如图1。

3结语

综上所述，开展薄壁零件数控铣削加工工艺技术研究课题存有重要的意义与价值，对于数控铣削的加工作业，数控加工前期应全方位的研究工艺流程，将其当作比较关键的环节。在确保薄壁零件平稳加工的基础上，科学管理数控铣削加工变形的现象，重点调整零件加工路线，整合走刀方案，增加工艺运作刚度，科学地挑选数控铣削加工参数，通过行之有效的措施降低数控铣削加工变形的产生概率，更为全面地提高薄壁零件具体尺寸与加工成效，带动数控行业的经营与发展。

作者:王湛 单位:广东省湛江市技师学院